(57)【要約】【課題】  自動排水装置内に設けられた計測管内の液状物の液位に応じて上下動するフロートによって、分離槽内の液状物の排水量を制御することができる自動排水装置の提供。【解決手段】  液状物を気液分離する分離槽と、この分離槽の外部に設置されるとともに該分離槽に連通連結され且つ、該分離槽内に貯水される液状物の液位の変化に応じて上下動するフロートを内部に具備する計測管と、該フロートの位置を検出するとともに該計測管に配設される検出手段と、該検出手段の検出によって、前記分離槽の液状物を排出する開閉弁の開放又は閉止を制御する制御手段とからなることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液状物を気液分離する分離槽と、この分離槽の外部に設置されるとともに該分離槽に連通連結され且つ、該分離槽内に貯水される液状物の液位の変化に応じて上下動するフロートを内部に具備する計測管と、該フロートの位置を検出するとともに該計測管に配設される検出手段と、該検出手段の検出によって、前記分離槽の液状物を排出する開閉弁の開放又は閉止を制御する制御手段とからなることを特徴とする自動排水装置。
【請求項２】
前記フロートは磁力発生部を有し、
前記検出手段は、該フロートの磁力を検出する磁気センサからなることを特徴とする請求項１記載の自動排水装置。
【請求項３】
前記磁気センサは、前記計測管の上下方向に沿って、複数配設されていることを特徴とする請求項２記載の自動排水装置。
【請求項４】
一方が前記分離槽の下端の開口部を貫通するとともに、他方が前記計測管の下端と連結する連結管が配置されていることを特徴とする請求項１記載の自動排水装置。
【請求項５】
前記フロートは、前記磁力発生部を構成する永久磁石と、該永久磁石を挟着する高密度樹脂からなり、該フロートの全体の比重が１未満とされていることを特徴とする請求項１又は２に記載の自動排水装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動排水装置に関し、より詳しくは、自動排水装置内に設けられた計測管内の液状物の液位に応じて上下動するフロートによって、分離槽内の液状物の排水量を制御することができる自動排水装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、産業ガス等を圧縮して得られる圧縮水を分離槽から自動で排水する際には、分離槽に貯水される凝縮水量を監視して監視タイマにより電磁弁の開閉動作を行う機能を有する排水装置が使用されていた。
しかしながら、監視タイマを利用して電磁弁の開閉を行う機能は、圧力が２MPa以下での使用しか考慮されておらず、圧力が２MPaを超えると正確な監視を行うことができない問題や、又、非防爆式の機能であるため安全性が十分確保されない場所での使用は危険性を伴う問題を有していた。
また、静電容量を利用する静電容量式液面検知器により電磁弁を作動させて排水を行う排水装置が利用されている。しかしながら、この排水装置は、温度変化等に伴う静電容量の変化によって正確な液状物の液位が検出不能になり、誤作動が生じる問題を有していた。
更に、電磁フロート式上下限リミットスイッチ付き電磁弁連動自動排水装置が利用されている。この電磁弁連動自動排水装置では、電磁フロートのガイド棒への引っかかりにより誤作動を起こす問題を有していた。
また、フロートの上下動と磁力を利用して液位を表示する液面計（例えば、特許文献１参照）が創出されている。
しかしながら、特許文献１記載の発明は分離槽内にある液状物の液位を検出して表示する発明に過ぎなかった。
このため、上記する装置では、液状物の温度や圧力に関係なく所望する排水量を正確に排水することができない問題や、構造状の問題から正確に排水することができない問題、更には、安全性に於ける問題等を解決するには至らなかった。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３２３３６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたもので、安全性を有するとともに液状物の温度や圧力に関係なく正確に利用者の所望する排水量の液状物をスムーズに排水することができる自動排水装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１記載の発明は、液状物を気液分離する分離槽と、この分離槽の外部に設置されるとともに該分離槽に連通連結され且つ、該分離槽内に貯水される液状物の液位の変化に応じて上下動するフロートを内部に具備する計測管と、該フロートの位置を検出するとともに該計測管に配設される検出手段と、該検出手段の検出によって、前記分離槽の液状物を排出する開閉弁の開放又は閉止を制御する制御手段とからなることを特徴とする自動排水装置を提供する。
請求項２記載の発明は、前記フロートは磁力発生部を有し、前記検出手段は、該フロートの磁力を検出する磁気センサからなることを特徴とする請求項１記載の自動排水装置を提供する。
請求項３記載の発明は、前記磁気センサは、前記計測管の上下方向に沿って、複数配設されていることを特徴とする請求項２記載の自動排水装置を提供する。
請求項４記載の発明は、一方が前記分離槽の下端の開口部を貫通するとともに、他方が前記計測管の下端と連結する連結管が配置されていることを特徴とする請求項１記載の自動排水装置を提供する。
請求項５記載の発明は、前記フロートは、前記磁力発生部を構成する永久磁石と、該永久磁石を挟着する高密度樹脂からなり、該フロートの全体の比重が１未満とされていることを特徴とする請求項１又は２に記載の自動排水装置。
これらの発明を提供することで、上記課題を悉く解決する。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１記載の発明は、計測管が分離槽と連通連結し且つ分離槽の外部に設けられるので、安全性を有するとともに液状物の温度や圧力に関係なく正確に利用者の所望する排水量の液状物を排水することができる自動排水装置を提供することができる。
請求項２記載の発明は、検出手段が磁力を利用するので、液状物からの影響を全く受けることなく確実に液状物の液位を検出することができる自動排水装置を提供することができる。
請求項３記載の発明は、複数の磁力センサが設けられることによって、使用者の所望する排出量を確実に排水することができる自動排水装置を提供することができる。
請求項４記載の発明は、連結管を設けることによって、計測管を分離槽と別に設けることができ、計測管をコンパクトにすることができるとともに分離槽の液状物を排出する際に、分離槽の液位と計測管の液位のズレが全く生じない自動排水装置を提供することができる。
請求項５記載の発明は、フロートが磁力を有するとともに分離槽の液状物の液位の変化に従って確実に上下動することができる自動排水装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明を実施するための最良の形態を図面を参照しつつ説明する。
本発明に係る自動排水装置の構成を説明する。
図１は、本発明の一実施例に於ける自動排水装置の概略全体図である。図２は、自動排水装置の一部分を拡大した概略部分拡大図である。図３は、本発明のフロートの斜視図であり、図４は、図１の点線部分の概略拡大図であり、連結管の他の実施例を示す。
本発明に係る自動排水装置（１）は、分離槽（２）と、計測管（３）と、フロート（４）と、検出手段（５）と、制御手段（６）と、開閉弁（７）、均圧管（８）とから構成されている。
尚、本明細書で使用される「液状物」という文言は、水等の液体の物質を指す。
【０００８】
分離槽（２）は、液状物を貯水するとともに液体と気体に分離することができるタンクである。この分離槽（２）の形状は、特に限定されないが、上下方向に長い円筒形状が好ましい。分離槽（２）が上下方向に長い円筒形状を有することによって、後述する計測管（３）による分離槽（２）の液状物の貯水量を把握し易いからである。
尚、この分離槽（２）の上方には、分離された気体を排出する排出孔が設けられている。
【０００９】
計測管（３）は、上下方向に長い筒状の形状を有し、分離槽（２）の外部に設置されるとともに分離槽（２）に連通連結され且つ、分離槽（２）の液位が上下動する範囲の長さよりも長い全長を有している。この計測管（３）は、分離槽（２）の液位に従って後述するフロート（４）が上下動することができるように、図１で示す如く、分離槽（２）の液位が上下動する高さと、計測管（３）のフロート（４）が上下動する高さが同調するように、分離槽（２）と平行に設けられる。
この計測管（３）には、図２で示す如く、一方が分離槽（２）の下端開口部（３２）を貫通し、他方が計測管（３）の下端に連結される連結管（３１）が設けられている。この連結管（３１）を設けることによって、分離槽（２）の液状物を排出する際に於いても、この排出の際に、分離槽（２）の下端開口部（３２）に生じる吸引力の影響を受けることなく、分離槽（２）の液位と計測管（３）の液位とを確実に同調させることができる。
この連結管（３１）が設けられることによって、計測管（３）を分離槽（２）から分離し独立して配置することができる。
尚、この連結管（３１）は直接分離槽（２）の下端開口部（３２）を貫通するように設けても構わないし、図４で示す如く、連結管（３１）の分離槽（２）側の端にインナーチューブ（３３）を延設し、このインナーチューブ（３３）の上端（３４）が分離槽（２）の下端開口部（３２）を貫通するように設けられても構わない。
【００１０】
フロート（４）は、計測管（３）内部を分離槽（２）内に貯水される液状物の液位に沿って上下動する。このフロート（４）は、図３で示す如く、永久磁石（４１）と、この永久磁石（４１）を挟着する比重１未満の高密度樹脂（４２）から形成されている。
このフロート（４）は、上記する永久磁石（４１）と比重１未満の高密度樹脂（４２）から全体の比重が１．０よりも小さくなるように（全体の密度が１ｇ／ｃｍ3未満になるように）形成され、比重が１．０以上の液状物に浮くことができる。
この比重１未満の高密度樹脂（４２）は、特に限定されないが、超高密度ポリエチレン樹脂等が考えられる。この超高密度ポリエチレン樹脂は、密度０．９１〜０．９６ｇ／ｃｍ3になるように形成され、好ましくは、０．９３〜０．９５ｇ／ｃｍ3になるように形成されている。
尚、このフロート（４）は、２２ＭＰａの高圧下でも十分耐久性を有しており、フロート（４）の永久磁石（４１）が占める全体の体積の割合は、０．５〜２．０％程度になるように設定されている。このため、高圧に対して十分な耐久性を有するとともに小型化することができる。
【００１１】
計測管（３）の外周面には、検出手段（５）が設けられている。この検出手段（５）は、計測管（３）の内部を上下動するフロート（４）が通過したことを検知することができれば、特に限定されないが、フロート（４）が磁力を有しているので、この磁力を検出することのできる磁力センサを利用することが好ましい。使用される磁力センサは、特に限定されないが、フェライトの特性を利用した高周波吸収自動補正式のスイッチ等が考えられる。
この検出手段（５）が、フロートの磁力を検出する手段を有することによって、液状物の影響を受けることなく、確実にフロートの通過を検知することができる。
【００１２】
この検出手段（５）は、計測管（４）の上下方向に沿って複数配設される。図１では、２個の検出手段（５）が示されている。この検出手段（５）が設けられる個数は、特に限定されないが、少なくとも２個設けることが好ましい。少なくとも２個の検出手段（５）を設けることによって、後述する開閉弁（７）を開放及び閉止する通知をそれぞれ行う検出手段（５）を配設することができるからである。
この検出手段（５）が設けられる位置は、特に限定されず使用者が適宜設定することができるが、計測管（４）の上端部近傍及び下端部近傍に配置される。尚、本明細書中に示される「上部検出手段」及び「下部検出手段」と言う文言は、配置される検出手段（５）の位置を示し、「上部検出手段」は配置される検出手段（５）の中で最も上部に位置する検出手段を指し、「下部検出手段」は配置される検出手段（５）の中で最も下部に配置される検出手段を指す。
このように上部検出手段（５１）及び下部検出手段（５２）が、図６で示す如く、配置されることによって、使用者が所望する液状物の排水量を確実に調整することができる。
この検出手段（５）は、防爆式構造（耐圧防爆構造）を有することができるので、危険物雰囲気で使用でき、安全性を十分確保することができる。
【００１３】
検出手段（５）は、制御手段（６）と接続されている。この制御手段（６）は、検出手段（５）に於いて検出された通知を受信する。この通知を受信した制御手段（６）は、受信した通知によって、後述する開閉弁（７）の開閉を行う。
検出手段（５）から送信される通知は２種類あり、上部検出手段（５１）から送信される通知を制御手段（６）が受信すると、制御手段（６）は開閉弁（７）を開放するように促し、下部検出手段（５２）から送信される通知を制御手段（６）が受信すると、制御手段（６）は開閉弁（７）を閉止するように促す。
この制御手段（６）は、複数の検出手段（５）からの通知に対して、それぞれに開閉弁（７）を開放又は閉止するか個別に設定される。
この制御手段（６）には、上記する開閉弁（７）の開放又は閉止の動作を記録する記録手段（図示せず）を設けたり、経過時間や開閉の回数を予め設定し、この設定を満たすと警告を発する警告手段（図示せず）を設けたりしても構わない。
【００１４】
開閉弁（７）は、分離槽（２）の下端部に設けられ、分離槽（２）内の液状物を排出することができる。この開閉弁（７）は、上述した制御手段（６）によって、弁の開放又は閉止が制御されている。
【００１５】
分離槽（２）の上端には、図１で示す如く、計測管（３）の上端を連結する均圧管（８）が設けられている。この均圧管（８）は、分離槽（２）と計測管（３）内の圧力を均一にするために設けられている。この均圧管（８）が設けられて分離槽（２）内と計測管（３）内の圧力が均圧になることによって、分離槽（２）内の液状物の液位と計測管（３）内の液状物の液位が確実に一致することになる。
【００１６】
本発明に係る自動排水装置（１）は、上述した如く、計測管（３）に連結管（３１）を設けることで分離槽（２）から切離して（独立させて）設けられている。
このため、計測管（３）の直径を小さくすることができるとともにこの計測管（３）の肉厚を薄くすることができる。計測管（３）の肉厚が薄くなるので、フロート（４）が有する磁力も小さくすることができるとともに上述する超高密度樹脂を使用するため、フロート（４）自体の大きさも小さくすることができる。この自動排水装置（１）は、上記するように、分離槽（２）の液状物の液位を検出する計測管（３）を極めて小さいものとすることができる構造上の利点も有している。
以上が本発明に係る自動排水装置（１）の構成の説明である。
【００１７】
本発明に係る自動排水装置に係る動作について図面を参照しつつ説明する。
自動排水装置（１）に於いて、検出手段（５）を２個配置する一実施例についてこの動作を説明する（図１参照）。この時、２個の検出手段のうち相対的に上方に設けられる検出手段を上部検出手段（５１）、下方に設けられる検出手段を下部検出手段（５２）と称する。
図５は、本発明に係る自動排水装置の動作の一実施例の表すフローチャートを示す。尚、図６〜８は、液状物の液位の変化を示している。
先ず、分離槽（２）に液状物が貯水される（Ｓ１）。尚、本装置（１）を使用する際には、開閉弁（７）を閉止しておく。
分離槽（２）内の液状物が増加する。この時、計測管（３）に設けられたフロート（４）は、分離槽（２）の液状物の液位に従って上昇する（Ｓ２）。
分離槽（２）の液位に従って上昇したフロート（４）が、図８で示す如く、上部検出手段（５１）に設けられる検出手段（５）によって、検出される（Ｓ３）。
上部検出手段（５１）によって、検出された通知が制御手段（６）へ送信され（Ｓ４）、この通知を制御手段（６）が受信する（Ｓ５）。
自動排水装置（１）に複数の検出手段（５）を配設する際には、予め制御手段（６）に、どの検出手段（５）からの通知によって、開閉弁（７）を開放又は閉止するか設定しておき、検出手段（５）の通知をこの設定に基づき処理し、開閉弁（７）を開放又は閉止する。尚、この実施例では、上部検出手段（５１）による通知によって、開閉弁（７）が開放され、下部検出手段（５２）による通知によって、開閉弁（７）が閉止されるように設定されている。
上部検出手段（５１）からの通知を受信した制御手段（６）は、開閉弁（７）を開放するように促す（Ｓ６）。
開閉弁（７）が開放され、分離槽（２）に貯水される液状物が排出される（Ｓ７）。
この際、計測管（３）は、連結管（３１）によって分離槽（２）と連結されているので、分離槽（２）の液状物の排出に影響を受けることなく、分離槽（２）内の液状物の液位を計測管（３）で検出することができる。
【００１８】
前述の（Ｓ７）に於いて開閉弁（７）が開放されて、分離槽（２）に貯蔵される液状物が減少する。この減少に伴って、分離槽（２）及び計測管（３）の液状物の液位が下がり、フロート（４）の位置も降下する。
フロート（４）が降下し、下部検出手段（５２）に到達する（Ｓ８）。
下部検出手段（５２）は、フロート（４）を検出し（Ｓ９）、制御手段（６）へ検出した通知を送信する（Ｓ１０）（図６参照）。
制御手段（６）は、下部検出手段（５２）から送信された通知を受信する（Ｓ１１）。
下部検出手段（５２）からの通知であるので、開閉弁（７）を閉止する（Ｓ１２）。
開閉弁（７）は閉止されるので、分離槽（２）からの液状物の排出が終了する（Ｓ１３）。この時、更に分離槽（２）に液状物が貯水される場合には、再び（Ｓ１）からの工程が繰り返されることになる。
尚、上記した工程を記録手段に於いて記録しても構わないし、貯水時間が所定の経過時間を経過したり、ドレン排水開始から一定時間を経過しても液状物の水位が下部検出手段（５２）に検出されない場合に、警報を発する警報装置を設定しておいても構わない。
以上が本発明に係る自動排水装置（１）の動作の説明である。
【００１９】
（実施例）
本発明の自動排水装置と従来の自動排水装置（オートドレイン）の動作の比較を行った。
図９は、本発明の自動排水装置と従来の自動排水装置の動作を表すグラフである。尚、このグラフは、縦軸に分離槽での液状物の液位を表し、横軸は時間経過を示し、分離槽から排出する水量や分離槽に貯水する水量は、本発明の自動排水装置と従来の自動排水装置ともに同一である。
この結果より、本発明である自動排水装置を利用して液状物の排出を行った場合には、分離槽の液状物の液位に従って、検出手段がフロートを検出するとともに開閉弁の開放又は閉止が行われ、分離槽の液位と擦れることなく動作が行なわれている。
しかし、従来の自動排水装置で分離槽の液状物の排出を行う場合には、検出されてから実際に開閉弁の開放又は閉止が行われるまでに大きなズレが生じている。
図９で示される如く、本発明を利用することによって、従来の自動排水装置を使用するよりも極めて正確に開閉弁の制御を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明は、高圧水素ガス圧縮機、高圧酸素ガス圧縮機、高圧窒素ガス圧縮機、高圧空気圧縮機等の産業ガスに於ける高圧圧縮機凝縮水の排出に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施例に於ける自動排水装置の概略全体図である。
【図２】自動排水装置の一部分を拡大した概略部分拡大図である。
【図３】本発明のフロートの斜視図である。
【図４】図１の点線部分の概略拡大図であり、連結管の他の実施例を示す。
【図５】本発明に係る自動排水装置の動作の一実施例の表すフローチャートを示す。
【図６】自動排水装置の一実施例の状態を示す概略図である。
【図７】自動排水装置の一実施例の状態を示す概略図である。
【図８】自動排水装置の一実施例の状態を示す概略図である。
【図９】本発明の自動排水装置と従来の自動排水装置の動作を表すグラフである。
【符号の説明】
【００２２】
１・・・・自動排水装置
２・・・・分離槽
３・・・・計測管
３１・・・連結管
４・・・・フロート
５・・・・検出手段
６・・・・制御手段
７・・・・開閉弁
【図１】
2005061531.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2005061531.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2005061531.tif 000009
【図８】
2005061531.tif 000010
【図９】
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